UNIDAD III

ESTRUCTURA

BACTERIANA

Autor: Enrique García Amor

Objetivo 1: Definir célula bacteriana

Es una célula procariota con las siguientes características:

a. No posee los típicos orgánulos eucariotas: núcleo, mitocondrias, cloroplastos, retículo endoplásmico.

b. Posee membrana citoplasmática, pared celular y citoplasma.

c. Son más pequeñas que las células eucariotas (1x5 µm).

Célula bacteriana

Objetivo 2: Describir las características morfológicas de las bacterias

• Cocos: individuales, en pares, en cadenas(Streptococcus), en racimos (Staphylococcus)

• Bacilos: extremos redondos, cuadrados, fusiformes, clavas, curvos (Escherichia coli).

• Cocobacilos: (Acinetobacter).

Objetivo 2: Describir las características morfológicas de las bacterias

Formas filamentosas: Streptomyces

Espiroquetas:bacteria flexible conforma espiral(Treponema pallidum)

Espirilos:bacteria rígida con forma espiral(Helicobacter pylori)

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Objetivo 3: Explicar las formas de agrupación bacteriana.

• Cocos• Diplococos (división a lo largo de

un mismo plano)• Cocos en cadenas

(Streptococcus)

• División a lo largo de dos planos diferentes (Micrococcus)

• División a lo largo de tres planos perpendiculares (Sarcina)

• Cocos en racimos: División a lo largo de tres planos irregulares (Staphylococcus)

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Objetivo 5: Explicar las funciones y composición química de cada uno de

los elementos estructurales de la célula bacteriana

MEMBRANA CELULAR BACTERIANA

*Estructura: doble capa fosfolipídica de unos 8 nm de diámetro. Posee una región hidrofílica y otra hidrofóbica.

*Composición: fosfolípidos (fosfatidilcolina,

fosfatidilglicerol,fosfatidiletanolamina, etc.)

Proteínas

Mg2+, Ca2+

*Comparación con eucariotas:

Los eucariotas tienen esteroles

Mayor rigidez de la membrana

y sensibilidad a los antibióticos poliénicos

FLAGELOS

• Características generales-Son apéndices largos y delgados (20 µm)-Confieren motilidad a las bacterias-Son visibles al m.o. con colorantes

especiales Extructura flagelar

-Están compuestos de proteína: flagelina-Tienen forma helicoidal

Disposición de los flagelos

• Monotrico

• Lofotrico

• Anfitrico

• Peritrico

Fimbrias y pilis

• Semejantes a los flagelos pero no participan en la motilidad.

• Las fimbrias son mucho más cortas que los flagelos y más abundantes(1000). Les permite a las bacterias adherirse a las superficies (tejidos).

• Los pilis son más anchos que las fimbrias y sólo hay unos pocos (10).– Funciones: Receptores específicos de bacteriófagos

Adherencia a tejidos

En la conjugación bacteriana

Flagelos y pilis

ENDOSPORAS• Son muy resistentes al calor, la

desecación, la radiación, los ácidos y a los desinfectantes químicos

• Frecuentemente encontradas en bacterias del suelo

• Se forman dentro de la célula bacteriana y son impermeables a los colorantes

• Se observan como regiones no teñidas dentro de la célula

• Contienen ácido dipicolínico e iones Ca2+

• Según su posición en la célula pueden ser: centrales, terminales o subterminales

Ribosomas• Partícula ribonucleoproteica 70S (RNA + Proteínas)

• Compuesta por 2 subunidades de distinto peso• 50S (subunidad mayor: 31 proteinas + rRNA 23S +

rRNA 5S)• 30S (subunidad menor: 21 proteinas. + rRNA 16S)

• Presente en miles de copias en el citoplasma bacteriano• (Aspecto granular del citoplasma...)

• Responsable de la síntesis proteica

Subunidadmayor

Subunidadmenor

CÁPSULAS

• Están constituidas por polisacáridos y polipéptidos

• Juegan un papel importante en la fijación de las bacterias a tejidos

• Las bacterias encapsuladas son más virulentas

• Les confiere resistencia a la desecación

Productos de almacenamiento: inclusiones y gránulos

• Inclusiones de ácido poli-β- hidroxibutírico (lípidos de reserva de C y Energía)

• Gránulos de polifosfato (fuente de fosfato para la síntesis de ADN , ARN y fosfolípidos)

Pared celular• Es una capa muy rígida que se encuentra justo por

encima de la membrana plasmática

• Funciones: • Protege a la célula bacteriana de daños mecánicos y

ruptura osmótica (2 atm. en E. coli)• Estructura esencial para la viabilidad• Es uno de los sitios más importantes para el ataque

de los antibióticos• Posee sitios de unión (receptores) para drogas y

virus• Sus constituyentes son únicos y no se encuentra en

otros seres vivos: peptidoglucano o mureína

Estructura del peptidoglicano

Estructura del peptidoglicano

Polímeros de glicano:

N-acetilglucosamina

Ácido N-acetilmurámico,

unidos por enlaces β-1,4

Péptido: aminoácidos

Objetivo 6: Diferencias en la estructura de la pared celular

• Las bacterias se dividen en dos grandes grupos:

Gram positivas y Gram negativas

- Las primeras poseen una pared celular relativamente simple y muy gruesa

- En las segundas la pared celular presenta varias capas y es bastante compleja

Pared celular de Gram positivas

• Composición– Peptidoglicano: Hasta el 90% de la pared

Hasta 25 láminas de glicano

20-80 nm de grosor• Glicano (ácido N-acetilmurámico, ácido N-acetilglucosamina)• Péptido: L-Ala, ácido-D-Glu, L-Lys, D-Ala y penta-Gly

– Ácidos teicoicos: polímeros de glicerolosfato o ribitolfosfato Pueden unirse a los lípidos de membrana y formar ácidos lipoteicoicos. Tienen carga negativa

Ácidos teicoicos

Funciones:-Estabilización del peptidoglicano-Adhesión celular (“Adhesina”)-Le dan la carga negativa a la envoltura bacteriana

Pared celular de Gram negativas

• Composición– Peptidoglicano: Sólo el 10% de la pared Una o dos láminas (E. coli)

2-7 nm de grosor• Glicano (ácido N-acetilmurámico, ácido N-acetilglucosamina)• Péptido: L-Ala, ácido-D-Glu, ácido meso DAP, D-Ala

• Membrana externa 7-8 nm de grosor): tiene porinas (proteinas de transporte)

• Espacio periplásmico: entre la membrana plasmática y la externa (hay proteínas, penicilinasas)

• Lipopolisacáridos (en la membrana externa)• Lipoproteínas que enlazan al peptidoglicano y la

membrana externa

Lipopolisacáridos de las GN

• Están constituidos por :– Lípido A: inmerso en la membrana externa– Polisacárido central (core)– Antígeno O: polisacáridosPropiedades: Estabilidad a la membrana Toxicidad Carga negativa a la superficie Evasión de la repuesta inmune

Llama del mechero

Violeta de genciana 1 min.

Lugol 1 minuto

Alcohol-acetona 10 seg.

Safranina 30 seg.

Lavar, secar y observar

Composición :

-Peptidoglicano -Dimicolato de trehalosa -Ácidos micólicos -Lipoarabinomanano -Arabinogalactano

Pared celular de Mycobacterium

Pared celular de Mycobacterium

Coloración de Ziehl-Neelsen

• Utilizado en la coloración ácido-alcohol resistente (Nocardia y Mycobacterium)

• Fundamento: La pared celular de las bacterias ácido-alcohol resistentes es rica en lípidos, toman el colorante carbol fucsina y resisten la decoloración con ácido diluido

• Ingredientes: Fucsina básica, Fenol, Alcohol, HCl, Azul de metileno, H2O

Mycobacterium tuberculosis

Especies de Nocardia

• Nocardia asteroides (nocardiasis pulmonar)

• Nocardia brasiliensis (actinomicetoma)

Ácidos micólicos

• Ácidos grasos α-ramificados (R), β-hidroxilados

• R= C-90 en Mycobacterium

C-60 en Nocardia

Esenciales No esenciales

-Membrana plasmática -Cápsula

-Región nuclear -Flagelos

-Citoplasma -Pilis y fimbrias

-Ribosomas -Inclusiones y gránulos

-Pared celular -Endosporas

Objetivo 4: Reconocer en un esquema los elementos estructurales esenciales y no esenciales de las células

bacterianas

Bibliografía

Brock, Biología de los Microorganismos

Prescott, Microbiología